CN105931168A - 一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，包括智慧城市信息中心域、智慧城市融合网络、至少一个智慧城市功能单元信息域以及至少一个客户端服务接入系统，智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，智慧城市功能单元信息域为信息栅格服务节点，智慧城市信息中心域、智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统分别通过自身设置的基于信息栅格服务的SOA中间件接入智慧城市融合网络。本智慧城市服务架构通过信息栅格服务技术来解决智慧城市信息化建设中各功能单元之间的资源整合，以真正实现网络互连、信息互通、数据共享、功能协同的目标，访问效率高且稳定性高，可达到智慧互操作的要求，可广泛应用于智慧城市领域中。

Description

一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构

技术领域

本发明涉及智慧城市技术领域，特别是涉及一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构。

背景技术

名词解释：

信息栅格：信息栅格是利用现有的网络基础设施、协议规范、万维网技术和数据库技术，为用户提供一体化的智能信息平台的技术。在这个平台上，信息的处理是分布式、协作式和智能化的，用户可以通过单一入口访问所有信息。信息栅格追求的最终目标是能够让用户按需获取信息。

信息栅格服务：栅格服务是一种Web Service，该服务按照信息栅格标准提供了一组接口，这些接口定义明确，并且遵守定义好的一套标准接口和行为规范，解决服务发现、动态服务创建、生命周期管理、通知等问题。

GIG：全球信息栅格，是美军实施网络中心战的支撑平台。

QoS：全称Quality of Service，服务质量，指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力, 是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。

SOA：面向服务的体系结构，一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。

目前，智慧城市的建设已逐步被世界各国纳入规划实施阶段，我国已从2013年开始陆续进行了约300个智慧城市的试点建设项目。而随着国家治理体系和治理能力现代化的不断推进，随着“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念的全面贯彻，城市被赋予了新的内涵，对智慧城市建设提出了新的要求。国家互联网信息办在全面调查和摸清全国智慧城市建设情况的基础上，面对智慧城市建设遇到的新挑战和新要求，提出了新型智慧城市的概念，并且牵头组织国家发改委等 26 个部委联合推动新型智慧城市建设。为了实现信息互通、数据共享、功能协同等智慧城市建设的目标，要求智慧城市具有通用式、统一的开放框架、信息一体化互联、大数据中心、各智慧模块之间协调互动以及便于进行功能扩展等特点。由于智慧城市建设属于巨大的复杂系统工程，不仅所涉及的功能单元非常丰富，各功能单元之间的网络联接结构也是异构型的，这使智慧城市建设异常困难。到目前为止，尽管世界各国都在进行智慧城市建设试点，但建设的效果均不理想，只能建立形式上的智慧城市，智慧城市的各功能单元之间以及智慧城市之间的数据交互实际是通过建立服务器来实现的，这种方式访问效率慢，而且无法实现资源之间的共享利用，难以真正实现信息共享和业务协同，而且还容易因为访问量过大而导致崩溃。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种可实现网络互连、信息互通、数据共享、功能协同、智慧互操作的基于信息栅格服务的智慧城市服务架构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，包括智慧城市信息中心域、智慧城市融合网络、至少一个智慧城市功能单元信息域以及至少一个客户端服务接入系统，所述智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，所述智慧城市功能单元信息域为信息栅格服务节点，所述智慧城市信息中心域、智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统分别通过自身设置的基于信息栅格服务的SOA中间件接入智慧城市融合网络，所述客户端服务接入系统用于将服务申请者或者服务提供者的请求信息按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，所述智慧城市信息中心域和智慧城市功能单元信息域分别用于将各自提供的信息资源按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，各所述信息栅格服务以虚拟资源池的形式存在于智慧城市融合网络中。

进一步，所述智慧城市信息中心域包括信息资源栅格和网络接入栅格，所述信息资源栅格包括用于提供静态数据的数据资源、用于提供动态信息的信息设备资源以及用于对数据资源和信息设备资源产生的数据进行分析和处理的信息处理资源，所述网络接入栅格用于将接入的物理资源按照共享策略进行封装。

进一步，所述智慧城市信息中心域包括资源层、资源接入与管理层、应用层，所述资源层包括存储设施、计算设施、信息安全设施和外网接入设施，所述资源接入与管理层包括ESB总线、智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件以及基于信息栅格服务的SOA中间件，所述基于信息栅格服务的SOA中间件与智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件通过ESB进行数据交互，所述应用层包括智慧城市信息交互一级平台应用系统、网络融合与安全中心、管理与运行中心以及大数据中心。

进一步，智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件包括用于支撑以下服务的组件：二级平台服务数据封装服务、可视化管理服务、数据资源管理服务、数据交换共享服务、数据分析展现服务、数据分析应用服务、统一身份认证服务、综合信息门户服务。

进一步，所述智慧城市信息交互一级平台用户系统包括信息资源集成与管理系统、统一身份认证与单点登录管理系统、数据库系统、信息门户系统、数据资源管理系统。

进一步，所述基于信息栅格服务的SOA中间件包含以下信息栅格服务：网络管理服务、资源注册与发现服务、资源监测与发现服务、作业/任务提交服务、Qos保障的资源协调与管理服务、基于Qos资源管理服务、应用程序服务、客户端接入服务、数据管理服务、安全管理服务、存储管理服务以及任务管理服务。

进一步，所述智慧城市功能单元信息域包括资源管理栅格和应用接口栅格，所述资源管理栅格用于对所有接入的物理资源进行管理和分类后，为接入智慧城市融合网络的应用程序提供透明的访问资源和发现资源，所述应用接口栅格用于对接入智慧城市融合网络的客户端的用户请求服务进行自动匹配后为其提供对应的物理资源服务。

进一步，所述智慧城市融合网络用于提供栅格化的网络链路资源以及数据交互环境。

进一步，所述智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统在智慧城市融合网络中均是即插即用的，通过信息栅格服务的信息资源共享策略来解决所有信息资源之间的互操作。

进一步，所述智慧城市功能单元信息域包括智慧政府栅格服务节点、智慧管理栅格服务节点、智慧民生栅格服务节点和智慧产业栅格服务节点。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，包括智慧城市信息中心域、智慧城市融合网络、至少一个智慧城市功能单元信息域以及至少一个客户端服务接入系统，智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，智慧城市功能单元信息域为信息栅格服务节点，智慧城市信息中心域、智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统分别通过自身设置的基于信息栅格服务的SOA中间件接入智慧城市融合网络，客户端服务接入系统用于将服务申请者或者服务提供者的请求信息按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，智慧城市信息中心域和智慧城市功能单元信息域分别用于将各自提供的信息资源按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，各信息栅格服务以虚拟资源池的形式存在于智慧城市融合网络中。本智慧城市服务架构通过信息栅格服务技术来解决智慧城市信息化建设中各功能单元之间的资源整合，以真正实现网络互连、信息互通、数据共享、功能协同的目标，访问效率高且稳定性高，可达到智慧互操作的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构的结构框图；

图2是本发明的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构的智慧城市信息中心域的结构图；

图3是本发明的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构的一具体实施例的逻辑功能框图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供了一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，包括智慧城市信息中心域、智慧城市融合网络、至少一个智慧城市功能单元信息域以及至少一个客户端服务接入系统，所述智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，所述智慧城市功能单元信息域为信息栅格服务节点，所述智慧城市信息中心域、智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统分别通过自身设置的基于信息栅格服务的SOA中间件接入智慧城市融合网络，所述客户端服务接入系统用于将服务申请者或者服务提供者的请求信息按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，所述智慧城市信息中心域和智慧城市功能单元信息域分别用于将各自提供的信息资源按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，各所述信息栅格服务以虚拟资源池的形式存在于智慧城市融合网络中。服务申请者或者服务提供者的请求信息包括服务申请者的服务请求以及服务提供者的服务提供。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市信息中心域包括信息资源栅格和网络接入栅格，所述信息资源栅格包括用于提供静态数据的数据资源、用于提供动态信息的信息设备资源以及用于对数据资源和信息设备资源产生的数据进行分析和处理的信息处理资源，所述网络接入栅格用于将接入的物理资源按照共享策略进行封装。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市信息中心域包括资源层、资源接入与管理层、应用层，所述资源层包括存储设施、计算设施、信息安全设施和外网接入设施，所述资源接入与管理层包括ESB总线、智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件以及基于信息栅格服务的SOA中间件，所述基于信息栅格服务的SOA中间件与智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件通过ESB进行数据交互，所述应用层包括智慧城市信息交互一级平台应用系统、网络融合与安全中心、管理与运行中心以及大数据中心。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件包括用于支撑以下服务的组件：二级平台服务数据封装服务、可视化管理服务、数据资源管理服务、数据交换共享服务、数据分析展现服务、数据分析应用服务、统一身份认证服务、综合信息门户服务。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市信息交互一级平台用户系统包括信息资源集成与管理系统、统一身份认证与单点登录管理系统、数据库系统、信息门户系统、数据资源管理系统。

进一步作为优选的实施方式，所述基于信息栅格服务的SOA中间件包含以下信息栅格服务：网络管理服务、资源注册与发现服务、资源监测与发现服务、作业/任务提交服务、Qos保障的资源协调与管理服务、基于Qos资源管理服务、应用程序服务、客户端接入服务、数据管理服务、安全管理服务、存储管理服务以及任务管理服务。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市功能单元信息域包括资源管理栅格和应用接口栅格，所述资源管理栅格用于对所有接入的物理资源进行管理和分类后，为接入智慧城市融合网络的应用程序提供透明的访问资源和发现资源，所述应用接口栅格用于对接入智慧城市融合网络的客户端的用户请求服务进行自动匹配后为其提供对应的物理资源服务。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市融合网络用于提供栅格化的网络链路资源以及数据交互环境。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统在智慧城市融合网络中均是即插即用的，通过信息栅格服务的信息资源共享策略来解决所有信息资源之间的互操作。

进一步作为优选的实施方式，所述智慧城市功能单元信息域包括智慧政府栅格服务节点、智慧管理栅格服务节点、智慧民生栅格服务节点和智慧产业栅格服务节点。

本发明实施例一

参照图1和图2，一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，包括智慧城市信息中心域、智慧城市融合网络、至少一个智慧城市功能单元信息域以及至少一个客户端服务接入系统，智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，智慧城市功能单元信息域为信息栅格服务节点，智慧城市信息中心域、智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统分别通过自身设置的基于信息栅格服务的SOA中间件接入智慧城市融合网络，客户端服务接入系统用于将服务申请者或者服务提供者的请求信息按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，智慧城市信息中心域和智慧城市功能单元信息域分别用于将各自提供的信息资源按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，各信息栅格服务以虚拟资源池的形式存在于智慧城市融合网络中。服务申请者或者服务提供者的请求信息包括服务申请者的服务请求以及服务提供者的服务提供。

本智慧城市融合网络基于信息栅格服务，为面向服务的体系框架，其本质上是通过建立统一的信息栅格服务接口，把各种应用程序、计算资源、存储资源、数据资源等进行封装，生成可操作的、基于标准的、能够重新组合和应用的服务，平台的每一个部件均是栅格节点。面向服务是信息栅格信息处理的关键，它把一切信息均表达为服务，这些服务通过协调实现同一层级的服务之间的内部自协调，实现资源的优化调用后发布到上一层级。服务请求者通过访问服务、接口服务、业务流程服务、信息管理服务等与一体化信息服务平台实现交互。

本方案的总体方案描述如下：

智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，通过信息栅格服务管理节点的框架设计体现了国家网信办关于新型智慧城市标杆市建设的六大核心要素的建设要求，围绕“方法、网络、数据、运行、平台”五大核心要素，以信息栅格服务技术作为信息系统资源集成的主要技术措施，将网络融合与安全中心、大数据中心、管理与运行中心、智慧城市信息交互一级平台（简称三中心一平台）构建在基于网络信息栅格的技术框架下。即：通过基于信息栅格服务的SOA中间件整合三中心一平台资源，面向业务基础层面提供基于信息栅格服务化的资源服务。

本实施例具体功能介绍如下：

1、智慧城市框架设计是基于信息栅格服务架构的，即：所有接入智慧城市融合网络的物理资源均按照预设的信息栅格服务接口格式封装成信息栅格服务。信息栅格技术框架的核心是“资源共享策略”，通过统一的信息栅格服务接口格式将实际的物理资源进行封装，接入到一体化信息平台即本发明的智慧城市融合网络之中。以“信息栅格”技术框架在智慧城市中的应用为例，一体化信息平台包括城市级公共信息交互一级平台、各行业级二级平台、各业务级三级平台等。平台集成的资源十分复杂，对每个将要集成的资源，必须采用统一的接口标准和规范化的管理机制进行封装，因此物理资源虚拟化与信息栅格服务封装用于将接入智慧城市融合网络的实际的物理资源按照预设的信息栅格服务接口格式封装成信息栅格服务。具体的，第8点的智慧城市信息中心域中网络接入栅格用于将实际的物理资源按照共享策略进行封装具体是将物理资源服务转化为信息栅格服务可以处理的虚拟资源，并存入到虚拟资源池系统中。虚拟资源池系统是信息栅格技术中的核心，物理资源被按照预设的信息栅格服务接口格式封装成信息栅格服务后部署到相应的虚拟资源池资源系统上，形成了所有资源类组成的整个资源池。虚拟资源池中的虚拟资源信息是表示与实际的物理资源之间的映射关系。

2、物理资源在接入智慧城市融合网络时均需作虚拟化处理，被描述成信息栅格服务的形式提交到智慧城市融合网络，进行统一的注册登记与管理。

3、通过资源的虚拟化处理将信息资源与具体的节点位置（或物理位置）分离，实现一种基于智慧城市融合网络与信息栅格服务的信息资源共享策略。

4、传统的基于信息中心方式处理的所有城市功能单元（或信息域）均可改造成独立的信息栅格节点，信息栅格节点包括信息栅格服务管理节点和信息栅格服务节点，通过对信息栅格服务节点与信息栅格服务管理节点的建设，为智慧城市信息化建设提供强大的信息共享资源与协同工作能力。

5、每个信息栅格节点均采用面向服务的体系结构进行设计，提供多种基本的信息栅格服务，具体每个信息栅格节点均通过自身的基于信息栅格服务的SOA中间件提供以下信息栅格服务：网络管理服务、资源注册与发现服务、资源监测与发现服务、作业/任务提交服务、Qos保障的资源协调与管理服务、基于Qos资源管理服务、应用程序服务、客户端接入服务、数据管理服务、安全管理服务、存储管理服务以及任务管理服务等。通过这多种基本信息栅格服务（或选择其中的几项核心服务）来解决信息栅格服务架构中信息资源的共享策略，实现对不同用户信息资源之间的自动功能协同与互操作，解决用户对智慧城市融合网络中所有资源的灵巧提拉与按需服务。

每一个信息栅格服务节点和客户端在智慧城市融合网络中均是即插即用的，即通过信息栅格服务架构中所描述的信息资源共享策略，来解决所有信息资源之间的互操作问题，达到用户对智慧城市融合网络中所有信息资源的灵巧提拉与按需服务。

6、将智慧城市信息化建设时的网络互连环境设计成一个智慧城市融合网络，通过智慧城市融合网络提供信息栅格服务化的网络链路资源以及数据交互环境。智慧城市融合网络是智慧城市信息化建设的核心之一，是实现政府各部门之间办公协同，实现城市所有接入网络设备资源全面管理，政府与社会、企业、公众之间信息互通、数据资源共享，维护智慧城市信息网络安全的管理中心。

7、对客户端服务接入系统进行系统设计，将与智慧城市融合网络连接的普通服务申请者/服务提供者设计成通用的客户端，所有客户端通过客户端服务接入系统封装后，通过一套基于信息栅格服务的信息栅格服务接口来访问智慧城市融合网络，实现对智慧城市融合网络中所有信息资源的灵巧提拉与按需服务，获取所需的信息资源。

详细的，客户端服务接入系统通过采用面向服务的基于信息栅格服务的SOA中间件，如同一个大的“服务提供者”对用户提交的各种请求进行汇集和统一管理，从而使所有智慧城市用户看到的是一个网络能力的服务集合，而不会受到网络运行机构，以及数据存储位置的限制。对所有用户提供一个以网络为中心的信息域，隐藏了底层物理资源的异构性，对接入智慧城市融合网络的用户来说，智慧城市融合网络就是一个单一的信息服务接口，用户只要满足智慧城市服务架构的信息栅格服务接口格式并且连接到智慧城市融合网络中，就可以从中获得所需的信息与服务，也可将信息发布到智慧城市融合网络中，而不用像在平台中心集成方式中必须与多个烟囱式的信息系统进行交互。

8、信息栅格服务管理节点设计

本实施例中，智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点。

从栅格服务管理的角度来看，信息栅格服务管理节点的栅格服务管理部件包括信息资源栅格和网络接入栅格，信息资源栅格包括用于提供静态数据的数据资源、用于提供动态信息的信息设备资源以及用于对数据资源和信息设备资源产生的数据进行分析和处理的信息处理资源，网络接入栅格用于将接入的物理资源按照共享策略进行封装。

从结构组成的角度来看，智慧城市信息中心域包括资源层、资源接入与管理层、应用层。资源层包括存储设施、计算设施、信息安全设施和外网接入设施，是基于云计算的IaaS基础设施系统。资源接入与管理层包括ESB总线、智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件以及基于信息栅格服务的SOA中间件，基于信息栅格服务的SOA中间件与智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件通过ESB进行数据交互，以实现智慧城市所有信息资源之间的网络互连、信息互通、数据共享和功能协同；资源接入与管理层负责将信息栅格节点的所有物理资源转化为信息栅格服务资源，并对这些信息栅格服务资源进行提交、登录注册、发现与监测，并提供基于QoS的资源协同与管理功能、客户认证与授权等安全管理功能。应用层包括智慧城市信息交互一级平台应用系统、网络融合与安全中心、管理与运行中心以及大数据中心，是智慧城市信息化建设各种信息数据综合处理的应用平台和各种应用功能的集成展示与管理平台。

同样的，这里基于信息栅格服务的SOA中间件提供以下信息栅格服务：网络管理服务、资源注册与发现服务、资源监测与发现服务、作业/任务提交服务、Qos保障的资源协调与管理服务、基于Qos资源管理服务、应用程序服务、客户端接入服务、数据管理服务、安全管理服务、存储管理服务以及任务管理服务。

9、信息栅格服务节点设计

智慧城市功能单元信息域包括智慧政府栅格服务节点、智慧管理栅格服务节点、智慧民生栅格服务节点和智慧产业栅格服务节点。

智慧政府包括：智慧政务、智慧政务外网、智慧无线网络等内容；

智慧管理包括：智慧大城管、智慧应急管理、智慧安全管理、智慧交通、智慧能源、智慧市政管理、智慧水务、智慧停车管理、智慧建筑等内容；

智慧民生包括：智慧市民卡、智慧旅游、智慧社区、智慧民生服务、智慧医疗、智慧教育、智慧房产、智慧金融等内容；

智慧产业包括：智慧商务与物流、智慧园区、智慧制造、智慧企业等。

智慧城市功能单元信息域作为信息栅格服务节点，从结构组成的角度来看，其栅格节点的组成与信息中心域的栅格节点组成类似，包括资源层、资源接入与管理层、应用层三层。具体参照对智慧城市功能单元中心域的描述。

从栅格服务管理的角度来看，智慧城市功能单元信息域的栅格服务管理部分包括资源管理栅格和应用接口栅格，资源管理栅格用于对所有接入的物理资源进行管理和分类后，为接入智慧城市融合网络的应用程序提供透明的访问资源和发现资源，应用接口栅格用于对接入智慧城市融合网络的客户端的用户请求服务进行自动匹配后为其提供对应的物理资源服务。应用接口栅格主要是针对各种不同的情况开发具体的应用，主要提供应用及集成中间件、具体应用及用户接口，其中应用是直接面向各种用户提供服务。由于物理资源接入系统将实际的物理资源进行了封装，因此对于应用的开发只需要关注应用本身的逻辑功能，对于应用本身所需要的底层物理资源，可以直接通过物理资源接入系统提供的栅格接口获取。

根据每个智慧城市信息化建设的具体需要，可从智慧城市功能单元信息域的上述栅格服务节点中选取与自身智慧城市信息化建设有关的节点，基于本智慧城市融合网络建设各具特色的智慧城市服务构架。

本实施例中，智慧城市融合网络用于提供栅格化的网络链路资源以及数据交互通道，具体的，为了达到信息资源栅格化的实施目标，凡不需要在电子政务涉密内网上运行的业务系统、政务公开信息、数据、基础网络设施及链路资源等，均应接入智慧城市融合网络。

10、智慧城市信息交互一级平台设计

信息栅格服务管理节点中还包智慧城市信息交互一级平台，在智慧城市信息交互一级平台中将提供各种业务支撑组件和各种应用系统，即智慧城市信息交互一级平台包括智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件和智慧城市信息交互一级平台应用系统。

智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件包括用于支撑以下服务的组件：二级平台服务数据封装服务、可视化管理服务、数据资源管理服务、数据交换共享服务、数据分析展现服务、数据分析应用服务、统一身份认证服务、综合信息门户服务；本实施例中，还包括用于支撑以下服务的组件：应急指挥调度服务、城市数据库服务、网络融合安全服务以及云数据中心服务。

智慧城市信息交互一级平台用户系统包括信息资源集成与管理系统、统一身份认证与单点登录管理系统、数据库系统、信息门户系统、数据资源管理系统等。

这样，所有智慧城市信息资源通过信息栅格服务节点、所有客户端通过客户端服务接入系统将所有实际的物理资源通过一套资源虚拟化描述策略（即基于信息栅格服务的SOA中间件）全部转化成智慧城市融合网络中的信息栅格服务，并保存在智慧城市融合网络的虚拟资源池中，实现实际的物理资源在智慧城市融合网络中被发现与管理时是与节点物理位置分离的，为所有的客户提供透明化的基于智慧城市融合网络的资源管理方案。

本实施例的基于信息栅格服务的智慧城市服务框架很好地解决了智慧城市信息化建设时所有信息资源的网络互连、信息互通、数据共享、功能协同的技术框架问题，能很好地解决国家网信办关于新型智慧城市信息化建设中的六个核心要素问题，本套技术框架方案能将智慧城市信息交互一级平台、网络融合与安全中心、大数据中心、智慧城市管理与运行中心有机地组织在一起，获得一个较为全面的智慧城市信息化建设的总体解决方案，能解决智慧城市信息化建设中各功能单元信息域之间的即插即用与互操作难题，同时为用户提供一种对所有信息资源灵巧提拉与按需服务的功能。

另外，参照图2所示，本实施例中，智慧城市服务架构的管理与运行中心包括：数据调度共享、实时融合通讯、集成指挥调度、综合信息门户。

管理与运行中心以新型智慧城市标杆市综合资源的汇聚共享和跨部门的协调联动，以及高效精准管理与安全可靠运行为核心要素。实现智慧城市融合网络、数据、信息的集成与应用的展现、监控、管理、运营、服务的功能。管理与运行中心、网络融合与安全中心、大数据中心之间，实现网络互联、信息互通、数据共享、业务协同，从而实现信息资源共享和智慧城市管理与运行的指挥及调度。

大数据中心包括：数据资源、存储资源、处理资源、统一池化、大数据库资源池、云存储资源池、云处理资源池以及管理备份容灾系统。

大数据中心建设是以形成新型智慧城市大数据的“总和”为核心要素，实现数据、存储、处理资源的统一池化，为一级平台的数据按需封装服务，实现数据、存储、处理资源服务的栅格化。核心作用是数据的共享与交换，最终目标是尽可能让更多的管理者方便、有效和准确的使用智慧城市所汇集的大数据这一集成的决策支持环境，提供了全面的大数据工具和相应的数据挖掘、分析、管理、策略、方法和手段。大数据中心居于智慧城市大数据应用的顶层和核心地位，是进行数据挖掘和分析的汇集中心。

本发明基于信息栅格服务构建了智慧城市服务架构，“信息栅格”技术框架与传统分布式技术框架的根本区别在于资源与节点的关系。“信息栅格”技术框架是将资源与节点分离，而传统的分布式技术框架是将资源与节点绑定在一起。利用“信息栅格”技术框架可以通过以资源为中心来实现更广泛的资源组织和管理，通过自动计算后为服务分配最优的物理资源服务，从而实现资源的充分利用。

本实施例的优点主要有以下几个方面：

1、采用基于“信息栅格”的理念来规划设计智慧城市的框架结构。

“信息栅格”的概念就是利用现有的网络基础设施、协议规范、互联网技术和数据库技术，为用户提供一体化的智能信息平台。因此本实施例基于信息栅格服务构建智慧城市服务架构后，信息的处理是分布式、协作式和智能化的，用户可以通过单一栅格入口访问所有信息。本实施例利用“信息栅格”技术运行手段和策略来整合现有物理资源，以解决信息平台及应用系统建设中物理资源共享与协同工作难、重复建设和物理资源浪费严重的问题，实现信息平台及应用系统之间与相关信息的共享与同步。

2、将智慧城市信息化建设中的功能单元的实现策划为信息栅格中的栅格节点单元的建设。

将智慧城市信息中心域设计为信息栅格服务管理节点，而将智慧城市中的功能单元信息域设计为信息栅格服务节点，信息栅格服务管理节点、信息栅格服务节点之间通过智慧城市融合网络连接起来，组成一个网络互连、信息互通、数据共享、业务协同的智慧城市信息处理系统。因此，本实施例可以通过信息栅格技术，融合所有智慧城市服务构架相关的通讯设施、计算设施、传感器、存储器和各种信息平台及应用系统。在“信息栅格”的支撑下，可以根据城市实际管理业务需求，开发出各种新型二级信息平台和应用服务系统，如智慧政务行业二级平台、智慧医疗行业二级平台等，真正实现业务服务即插即用，数据资源随需可用。

3、多中心多平台集成的特点

基于信息栅格服务构建智慧城市平台，改变了以往树形、集中式、分发式的信息共享方式，取而代之的是网状、分布式、按需索取式的信息共享模式。在智慧城市信息栅格中不再强调集中式的信息中心，可以设置多个信息中心以及分布在城市不同部门不同行业的专业信息中心（也称二级平台）等。这些信息中心的访问接口都是统一的信息栅格服务接口，所提供的信息也都是经过严格规范的。一方面，传感器、过程数据、应用信息可以把不同种类的信息汇集到专业信息中心（二级平台）；另一方面，任何一个栅格节点上的用户都可以按照需求自动访问不同的专业信息中心（二级平台），并将各种来源的信息自动综合为针对某一目标和任务的虚拟化应用与服务。而且，除了按需获取信息以外，还可以按需预定信息。

4、即插即用按需服务的特点

“智慧城市信息栅格”即插即用按需服务的特点，主要体现在能够集成所有的信息系统，例如城市级一级平台、行业级二级平台、业务级三级平台，各种各类应用系统，如监测监控系统、决策指挥系统、可视化系统、数据分析系统等，而每级信息平台又可以包括很多应用系统（或子系统）。栅格一体化的智慧城市服务架构通过运用信息系统的共性策略，通过统一的信息栅格服务接口将底层的各种应用程序资源进行封装，接入到一体化信息服务平台之中。在“智慧城市信息栅格”中，栅格用户对各种栅格服务的使用是完全透明的，对资源的访问、数据的存储、作业的提交就像使用本地资源接入一样方便、快捷、高效。因此，只要符合智慧城市信息栅格服务接口的标准和权限，任何用户都可以方便地接入栅格系统，按需提取自己所需的信息与服务。

5、全面资源共享的特点

“智慧城市信息栅格”资源共享的特点，主要包括多传感器数据融合、异构数据库（包括结构化数据库、非结构化数据库、多媒体数据库）的共享交换、应用程序的共享共用三个方面。多传感器数据融合包括两个层次：一个是指“信息栅格”节点内的传感器之间的实时集成；另一个是指不同“信息栅格”节点传感器之间的实时集成，同一个平台下的传感器数据集成可以通过API接口定义来实现。“异构数据库共享交换”是指根据数据库多源性、异构性、空间分布性、时间动态性和数据量巨大的特点，提供数据存储标准、元数据标准、数据交换标准，数据存储与管理、远程数据传输的策略。“应用程序共享共用”是指根据信息平台和应用系统具有共性需求的平台组件及中间件、平台支撑模块、平台接口模块、应用数据挖掘分析和协同操作等软件程序，在“信息栅格”中共享已开发、已拥有和已运行的共性软件程序，使得“信息栅格”中其他节点信息平台和应用系统可以通过远程共享共同使用或下载安装这些软件程序。

6、高效信息处理的特点

“智慧城市信息栅格”高效信息处理的特点，主要体现在有效的方式注册、发现、分配栅格信息资源，处理各种应用请求，为执行远程应用和各种活动提供有力的信息支持。“面向服务”是智慧城市信息栅格信息处理的关键，它把一切信息均表达为服务，这些服务通过协调实现局部自治，最终发布到一体化信息平台（或智慧城市融合网络）。服务请求者通过访问服务、接口服务、业务流程服务、信息管理服务等与一体化信息服务平台实现交互。一个栅格信息服务可以包含一个或多个接口，每个接口上定义一系列因消息程序的交换而产生的操作，不仅包括接口地址发现、动态服务创建、生命周期管理、消息通知、可管理性、规则地址命名、可升级性，还包括地址授权和并发控制。为了实现信息服务提供者与服务请求者之间的交互一体化平台还应提供安全保障、服务质量（QoS）服务分级等功能。

7、自适应信息传输的特点

“智慧城市信息栅格”自适应信息产生的特点，是采取了改进的信息传输措施，使得系统具备信息传输的自适应性。在智慧城市信息栅格环境中，不再需要把数据全部下载到本地再使用，而是针对不同用户应用的需要，采用相应的传输策略。常用的传输包括并行传输、容错传输、第三方控制传输、分布传输、汇集传输。这些传输策略可以保证在广域网络环境上可靠地传输数据以及实现大量数据的高速移动、分块传输和复制、可重启、断点续传。栅格文件传输协议是保证栅格中不同传输方式的兼容性，提供安全、高效的数据传输功能的通用数据传输协议，该协议通过对FTP协议的栅格化扩展，侧重于在异构的存储系统之上提供统一的访问接口，以及解决大量数据传输的性能和可靠性问题。

8、无缝的互联互通互操作的特点

“智慧城市信息栅格”的各种元素是高度分散在城市的各个行业、业务和应用中，它依托现有的互联网和专用网络基础的各种链路，实现系统中各个单元的互联，为系统的协同工作提供通路与带宽的保证，同时制定“信息栅格”各元素之间的信息交互标准规范，确保它们之间以相互能够理解的方式交互信息，网络的互联及信息互通的规范是互操作的基础。本实施例基于信息栅格服务的智慧城市服务架构提供了统一的运行平台、接口标准以及交互流程。实现了不同系统之间的信息互联互通，使得节点之间可以自动完成互操作，保证了整个“信息栅格”系统内部信息的一致性和整体性。

9、快速应急机动的特点

“智慧城市信息栅格”具有快捷应急机动的特点，基于多中心多平台和以智慧城市融合网络为中心的条件下，具有快速响应的应急机动能力。这种能力使得政府各部门、各企业、民众能够以本智慧城市服务架构为纽带，实现信息的快速的发布和共享，能够实现无论何时、何地都可以根据智慧城市的政府、管理、民生、经济的变化和态势获取自身所需的信息和服务。

实施例二

参照图3，本实施例是实例一的一应用举例，图3是本发明的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构的逻辑功能框图，本实施例结合图3来说明本发明一种基于信息栅格服务架构的智慧城市框架设计方法。

基于国家新型智慧城市标杆市六大核心要素，智慧城市总体框架设计应遵循统一专项规划、统一标准设计、统一建设实施的原则，构建一个网络融合与安全中心、大数据中心、智慧城市管理与运行中心、智慧城市功能应用平台（含城市一级平台、行业应用二级平台等）的“三中心一平台”框架。结合基于信息栅格服务的SOA中间件的技术架构，本实施例的智慧城市信息交互的逻辑框架结构设计如图3所示。图3中智慧城市信息交互一级平台相当于图1中的智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件和智慧城市信息交互一级平台应用系统的组合。各二级平台服务节点为图1中的智慧城市功能单元信息域的具体实例节点，大数据中心相当于图1中的虚拟资源池，物理基础设施层相当于图1中的智慧城市信息中心域中的资源系统。因此，图3的实施例中，包含一级平台以及管理与运行中心、网络融合与安全中心以及大数据中心三个中心，简称“三中心一平台”。

本实施例中，智慧城市“三中心一平台”规划与建设的构建原理源于“全球信息栅格”（GIG）的概念，创新的将网络中心、数据中心、管理与运行中心这三者，基于“一级平台”而集成为一体化。通过互联网与专网的融合构成一个智慧城市“虚拟化的超级复杂巨系统”，实现网络资源、计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、平台资源、软件资源、知识资源、专家资源等的全面共享。将“全球信息栅格”（GIG）技术应用于智慧城市的“三中心一平台”是信息与系统集成基础设施的应用创新。

以下对本实施例作详细说明。

1、总体框架结构说明

本实施例围绕“方法、网络、数据、运行、平台”五大核心要素，以信息栅格服务技术作为信息系统资源集成的主要技术措施，将“三中心一平台”构建在基于智慧城市融合网络的信息栅格服务的技术框架下。

本实施例的基于信息栅格服务的智慧城市栅格节点结构包括：物理基础设施层，和基于其上建设的三大中心，即网络融合与安全中心、大数据中心和管理与运行中心，以及通过基于信息栅格服务的SOA中间件而整合三大中心资源，并面向业务基础层面提供栅格化资源服务的智慧城市信息交互平台。

图3中，智慧城市各功能单元（即各行业应用二级平台）也基于信息栅格服务的SOA中间件进行建设，是智慧城市融合网络中的一个独立的栅格节点。

通过栅格服务将由一级平台、二级平台等智慧城市功能单元按需获得封装服务数据后，以资源、全息栅格化服务节点的形态对外提供服务，并由此实现资源信息栅格化、服务架构模块化的智慧城市服务架构。

2、物理基础设施层

物理基础设施层是整个智慧城市栅格节点架构的底层支撑，是整个智慧城市系统的物理设施、物理网络链路、机房运行环境、信息安全设备，以及外部设施资源接入的基础实施层面。

物理基础设施层将主要分为外网接入设施与数据中心设施两大部分，包括：

（一）城市基础网络资源（外部资源）

城市骨干网络、部门专用网络、无线通讯网络、物联网等。

（二）网络接入设施（边界设施）

MSTP多业务接入系统设施、网络路由设施等。

（三）基础信息安全设备（边界设施）

防火墙系统、数据审计系统、入侵检测防御系统等。

（四）中心机房运维设施（内部设施）

数据中心内部网络设施、信息大屏展示系统、UPS供电系统、机房环境控制系统等。

（五）基础物理存储设备

云存储设备、阵列存储设备等。

（六）基础物理计算设备

云处理系统、业务服务器系统等。

3、网络融合与安全中心

通过网络融合与安全中心实现对智慧城市全网设施资源的管理。智慧城市网络融合与安全中心是智慧城市信息化建设的核心，是实现政府各部门之间办公协同，实现城市所有接入网络设备资源全面管理，政府与社会、企业、公众之间信息互通、数据资源共享，维护智慧城市信息网络安全的管理中心。

为了达到信息资源栅格化的实施目标，凡不需要在电子政务涉密内网上运行的业务系统、政务公开信息、数据、基础网络设施及链路资源等，均应接入网络融合与安全中心。网络融合与安全中心应同时为管理和运行中心、大数据中心以及所有智慧城市一级、二级服务平台等提供栅格化的网络链路资源，以及数据交互的安全通道。

智慧城市网络融合与安全中心主要负责的业务包括以下内容：

1）实现与上级国家、省、市部门电子政务外网的互联互通。

2）实现与政府各级部门和业务单位纵向和横向间网络互联与信息互通。

3）实现对智慧城市大数据中心的数据交换、网络管理、安全与认证、外网门户、政务资源目录、存储与备份、呼叫中心提供网络支撑和网络应用服务。

4）网络融合与安全中心通过安全防护，建立公共互联网、电子政务外网、无线网络、智能化物联网、公安视频政务专网之间的网络融合与互联，以及信息互通。

智慧城市网络融合与安全中心，将基于物理基础设施层内的基础网络链路资源、基础信息安全设备以及城市内各部门单位现有网络资源等进行安全的数据通信，提供以下主要功能服务：

1)城市网络融合互联

基于城市内的骨干网、专用网、无线通讯网、物联网等基础网络链路资源，并充分融合城市内各部门单位现有网络基础设施资源，将城市内可用的网络设施、链路资源等整合，形成一张可以进行全局管理的网络，为信息资源的栅格化提供稳固的、高可用的链路支撑。

2)各城市管理系统间数据互通

信息资源栅格化的实施目标之一，就是将不需要在电子政务涉密内网上运行的业务系统、政务公开信息、数据、基础网络设施及链路资源等，接入网络融合与安全中心，由此首先在物理链路及网络通讯管理层面打通各城市管理系统间的信息壁垒。其次，利用信息栅格服务中间件技术，实现各系统数据资源的“物理分散、逻辑统一”，数据随时可以在由网络支撑的信息栅格中按需调用，则其物理存放位置、存放系统将变得不那么重要；而在逻辑上，所有的数据都汇聚在统一的资源池中，实现各系统中的数据的互通。

3)信息网络安全防护

对于智慧城市的信息化建设来说，建立信息安全保障纵深防御体系是智慧城市信息化建设的主要任务。智慧城市信息安全保障体系应是从智慧城市业务系统概念设计和建设实施，到后期运维各个环节充分保障智慧城市信息化建设的信息安全，形成一个建设信息安全保障的完整闭环。

在智慧城市的规划与建设过程中，也正是由于云计算平台、云数据中心、大数据、虚拟化等科技前沿技术的引入和各平台、系统的搭建，使得网络信息安全方面的保障体系，必须紧密结合政务工程的整体建设现状与未来规划方向，站在一个全新的高度，做全局的纵深保护防御体系。只有建立完整的信息安全保障体系，有效保障各类信息、数据的安全，建设安全可靠的智慧城市，才能真正把智慧城市信息化建设得更加美好。

信息网络安全系统的主要组成是：万兆防火墙系统、万兆入侵检测系统、安全扫描系统、VPN虚拟专用网系统、互联网接入口检测器、账号集中管理与审计系统、数据库审计系统、综合监控管理系统、SOC新一代安全综合运维管理平台、Web应用防护系统、业务监控系统、大数据安全综合管理平台、万兆防病毒网关等。

4、大数据中心

智慧城市大数据中心建设是以形成新型智慧城市大数据的“总和”为核心要素，实现数据、存储、处理资源的统一池化，为一级平台（或二级平台）的数据按需封装服务，实现数据、存储、处理资源服务的栅格化。

智慧城市大数据中心的核心作用是数据的共享与交换，最终目标是尽可能让更多的管理者方便、有效和准确的使用智慧城市所汇集的大数据这一集成的决策支持环境。提供全面的大数据工具和相应的数据挖掘、分析、管理、策略、方法和手段。大数据中心居于智慧城市大数据应用的顶层和核心地位，是进行数据挖掘和分析的汇集中心。

建立一体化的数据存储处理环境，能够将分析决策所需的大量数据从传统的操作性环境中分离出来，将分散的、重复的、难于访问的操作数据转换成集中统一的、有价值的知识数据。大数据中心为不同来源的数据提供了一致的数据视图，将不同介质、不同组织方式的数据集成转换成为一个一致的分析型数据环境。大数据库中的数据量是巨大的。

大数据中心主要由以下子系统组成：

（一）大数据库资源池

大数据库资源池是一种数据管理技术，它通过“网络融合与安全中心”将分布在智慧城市各种各类网络中不同站点的数据集成到一起，智慧城市大数据中心的生成，涵盖政府管理、行政管理、民生服务、经济企业的各个领域、各行业、各业务的数据集合。涉及政府行政数据、城市管理数据、民生服务数据、企业经济数据。从政府行政管理数据共享的角度，涉及政府管理与政务、城市监控与管理、社会民生服务、公共服务、商业服务、企业经济等信息与数据，以及保证城市常态和非常态（应急）下运行的基本数据包括：法人、人口、企业、财政、统计、资源、安全、交通、能耗、市政、生产、市场、商务、物流、医疗、卫生、教育、房产、社区、等数据的共享。从城市管理和公共服务的需求出发，信息与数据流向有纵向或横向。智慧城市大数据中心具有对这些错综复杂，数据结构各异的数据进行分类、清洗、抽取、挖掘、分析、汇集、共享、交换的功能。

大数据库资源池是存储数据的一种组织形式。数据结构主要分为四个级别：

1)历史数据级（过程数据）

2)当前基本数据级（主题数据）

3)轻度综合级（大数据和知识数据）

4)高度综合级（大数据和知识数据）

由大数据中心各个级别数据库中获得的原始数据经过综合后，首先进入当前基本数据级，根据辅助决策的主题要求形成综合数据级数据（按综合程度的不同可分为轻度综合级和高度综合级），随时间的推移，将老化的数据转为历史数据级数据。上述四级数据均由元数据组织管理。元数据(Metadata)是关于数据的数据，数据库中的数据字典就是一种元数据。

在大数据库环境中，主要有两种元数据：大数据库管理员使用的技术数据(technical data)，即从操作型环境向大数据库环境转换而建立的元数据，它包含了所有源数据项名、属性及其在大数据库中的转换。利用技术数据维护大数据库，并能够明确了解所有数据来自何处；另一种元数据载入大数据库中用来与终端用户的多维商业模型/前端工具之间建立映射，是由大数据库用户使用的业务数据(business data)，它使大数据库的用户可以在不了解数据库的底层技术的情况下访问信息，这些信息是在业务运行过程中产生的与实际业务相关的数据，常用来开发决策支持工具。

（二）云存储资源池

智慧城市大数据中心云存储资源池基于“智慧城市框架体系结构”的业务、管理、服务等应用分解为应用服务、流程逻辑、消息传递三个层次，能将业务流程逻辑从应用中剥离开来，使业务流程管理人员可以专注于业务流程自身的优化组合。基于流程的集成支持，跨平台、跨系统、跨组织结构的流程自定义；提供简单、易用的图形化流程定义工具；监控流程，查询流程状态，支持工作流超时催办；工作流引擎要支持顺序流程、分支、并发、选择、循环等多种控制逻辑；人工任务和自动任务。

智慧城市大数据中心云存储包括：云存储远程管理、基础设施管理、基础设施资源自动管理、云存储中心设备内容备份与冗余防灾管理组件等。以及计算单元集成机柜和虚拟连接模块。

（三）云处理资源池

智慧城市大数据为“智慧城市管理与运行中心”提供信息与数据的展现、查询、调用、应用。为智慧城市各级行政主管部门领导在制定战略决策，编制行政文件和行业计划，资源分配等工作时提供信息与数据支撑。

智慧城市系统天然具有涵盖业务范围广、数据总量大、数据类型复杂、数据处理效率要求高等特点，特别是针对海量结构化、非结构化数据的集中化处理应用，需要调用巨大的运算处理资源，这是传统的单机化、小规模化处理系统所无法承受的，以目前的技术发展趋势，分布式云处理技术是应对此类大数据高效处理应用场景的唯一选择。

运用分布式云处理技术将能够通过统一调用跨区域、跨行业、跨部门的数据资源，对其进行基于数据内容的智能挖掘分析，有效利用全市海量的各行业数据流来源，从中高效完成筛选、处理、压缩、索引、入库流程，建立更加完整、精准的价值数据资源库。

（四）管理及容灾备份系统

管理及容灾备份系统建设是智慧城市大数据中心业务连续性建设的重要基础。管理及容灾备份系统建设应主要着眼于对云存储数据系统内的数据资源以及云处理业务系统的高可用、高可靠性保障建设。

对云存储数据系统的保护主要表现为对业务状态数据的保护、备份和恢复以及复制，需要保护的业务状态数据包括：业务交易状态（数据本身的数据属性为文件、数据库等）、系统状态-包括应用软件的初始数据、参数设置、以及系统软件的配置数据、参数设置等、中间数据（或临时数据）。在管理及容灾备份系统建设中，核心业务数据的保护是实现系统灾难恢复的核心。保证数据的安全永远是第一位的，只有支撑智慧城市业务体系运营的数据能够及时、完整地复制到容灾中心，才可以在灾难发生时，在容灾中心恢复受灾难影响的业务应用。对不同重要级别的应用或业务单元应采取不同的数据复制方法，对不同类型的应用，根据其访问特点等也将采取不同的数据复制方法。

对于云处理业务系统的保护，主要表现为对业务处理能力的冗余和复用，其中牵涉：支持云处理系统运行的服务器和操作系统等系统软件、支持云处理系统运行的存储器及存储器和服务器的连接（存储网络等）、连接云处理服务器的IP网络系统、支持云处理系统实现的中间件或数据库等。应在容灾中心应该配置与需要保护的生产中心相同厂家、相同版本、相同配置的云处理服务器、中间件和数据库，确保主数据中心和容灾中心的软件运行环境相同。

5、管理与运行中心

智慧城市管理与运行中心以新型智慧城市标杆市综合资源的汇聚共享和跨部门的协调联动，以及高效精准管理与安全可靠运行为核心要素。实现智慧城市网络、数据、信息的集成与应用的展现、监控、管理、运营、服务的功能。智慧城市管理与运行中心与智慧城市网络融合与安全中心和智慧城市大数据中心，实现网络互联、信息互通、数据共享、业务协同。实现信息资源共享和智慧城市管理与运行的指挥及调度。

通过智慧城市管理与运行中心，可以全面掌握智慧城市、各城区、智慧园区、智慧社区以及网格化的城市基础设施、服务站点、管理与执法人员、问题处理信息、评价信息等内容。

通过智慧城市管理与运行中心大屏幕可视化（GIS＋BIM＋VR＋VA）直观显示智慧城市管理与运行要素和关注的信息及数据、运行状况、监测数据和控制等的实时状态，可以让主管智慧城市的领导全面直观的掌握智慧城市管理与运行的实际状况。

智慧城市管理与运行中心具有大数据应用、大屏幕显示、综合通讯调度和综合信息集成的功能。支持智慧城市日常情况下和非常态应急情况下的管理与运行指挥调度，并通过大屏幕可视化（GIS＋BIM＋VR＋VA）实时显示管理与运行所涉及的要素信息，如：基础设施、市政地下管网、智慧城市大城管、智慧城市民生服务的状况、监测和控制的状态、信息和数据等。

智慧城市管理与运行中心，通过与大数据中心间的数据调度，来响应上层一级平台的业务数据吞吐请求，并控制调度网络融合与安全中心的基础网络链路资源、基础信息安全设备以及城市内各部门单位现有网络资源等，实现将业务服务数据反馈至一级平台，供其封装为栅格化的信息服务。

智慧城市管理与运行中心提供以下主要功能服务：

（一）可视化数据监测

可视化数据监测功能，通过管理实现智慧城市视频图像的“互联互通和资源共享”，负责从视频业务单位接入视频图像，为业务提供视频图像的浏览、查询、云台控制、视频录像、在线拍照等功能。

（二）可视化信息展示

基于 GIS 的地图应用以及基于重点项目的视频应用，支持将摄像头与地图共同展示，体现分布情况及位置，实现对指定地理位置的监控。点击某位置的摄像头进行播放。将摄像头资源与重点项目进行关联，在查看重点项目信息同时，也可以通过实时视频监控的方式查看项目进展情况。

（三）数据调度共享

数据交换平台是业务系统间无缝共享数据、连通信息孤岛的高速公路，由数据交换管理模块、核心元数据审批模块、适配器模块、数据传输设计模块，权限设计模块，安全性和稳定性模块，易扩展，易用性模块组成，提供点对点的数据共享机制，有效的减轻了中心负担，实现系统的负载均衡，保证数据安全可靠高效的转递。

（四）实时融合通讯

实时集成综合通讯的能力，通过有线通讯系统、无线通讯系统、卫星通讯系统、多媒体通讯系统等系统集成。实现VoIP、语音、数据、视频、图形、邮件、短信、传真等各种通信方式整合为一个“单一”的通讯功能的应用。

（五）集成指挥调度

应急指挥管理部署在“一级平台”上。采用“平战结合”的原则，从应急业务管理、风险隐患监测防控、预警管理、指挥调度、空间辅助决策、应急保障、模拟演练等功能方面，特别是综合应急管理功能，从值守应急、监督管理、综合协调、值班管理、统计分析、会务管理、工作动态管理、数字化预案管理、短信管理、归档管理等方面应在设计中得到充分体现。当“一级平台”接受到公用事业涉及报警 事件、基础设施、运行设备、综合建筑突发事件信息，将与该突发事件相关的所有信息和相关数据切换到公用事业指挥管理中心大屏幕显示屏上。

6、智慧城市信息交互一级平台

智慧城市公共信息交互一级平台（以下简称“一级平台”）是以新型智慧城市中各类信息资源的调度管理和服务化封装，实现资源、数据、信息服务的栅格化管理，来支撑智慧城市管理与公共服务的智慧化功能，是应用智慧城市“信息栅格”技术，构建的新型智慧城市一体化信息服务平台。

“一级平台”的建设目的，是为了实现智慧城市涉及政府政务信息、城市管理信息、社会民生信息、企业经济信息的各行业级二级平台、业务级三级平台和应用系统（包括：智慧政府、智慧管理、智慧民生、智慧产业）之间建立信息互联互通、数据共享交换、业务功能协同，促进智慧城市全社会信息资源的开发与利用，避免在一个城市范围内政府各部门之间，政府与社会、企业、公众之间形 成一个个的“信息孤岛”，造成在网络融合、信息交互、数据共享、功能协同时的障碍和瓶颈，以及资源上重复配置的浪费。

智慧城市信息交互一级平台的主要规划内容包括：

1）通过智慧城市大平台与大数据的集成和应用，为政府政务信息化、城市管理 信息化、社会民生信息化、产业经济信息化提供有力的保障和技术支撑。

2）打破政府、社会、企业、公众间的“信息孤岛”，实现全面的信息互联互通 和数据共享交换。

3）建立基于“一级平台”的政府信息化应用，完善政府内部的协同机制，提高 政府工作效率，提升政府在城市综合管理与社会民生公共服务的能力。

4）建立基于“一级平台”的城市管理信息化应用，提供实时城市管理与运行状态数据和可视化管理信息，支撑城市在常态下的管理和非常态下的应急处置与指挥调度，为城市的管理者和决策者提供监控、管理、决策、服务信息。

5）建立基于“一级平台”的社会民生和企业经济信息化应用，为城市社会公共服务应用和各种不同的企事业业务的整合，提供信息互联互通数据共享的基础设施平台。

6）具有城市综合信息与系统集成、数据交换共享、数据资源管理、数据分析与展现、统一身份认证、可视化管理、大数据共享等功能。

智慧城市信息交互一级平台的主要功能包括：

A）二级平台服务数据封装

一级平台应能够利用标准化的数据抽取或采集技术手段，以及对网络链路资源、信息资源的栅格化调用方式，按需将业务服务数据进行封装。通过在数据交换节点上配置数据交换适配器，可以方便地将其封装成标准的接口（如Web Service服务），从而能够接入交换平台并提供一致的访问方式和接口。对于城市的现有业务服务系统和在建的系统，以及未来将新增加的业务系统，都将以二级服务平台节点的方式，通过接入一级平台提交业务请求的方式，按需获取封装完成后的存储处理链路资源、数据、信息服务。

B）可视化管理支撑模块

“一级平台”可视化管理业务支撑平台，提供可视化集成应用的技术支撑。采用可视化技术集成应用，将地理空间信息技术（GIS）、建筑信息模型技术（BIM）、虚拟与现实技术（VR）、视频分析技术（VA）等可视化技术实现智慧城市综合管理与服务信息进行可视化展示、位置标绘、监控数据共享、视频分析、综合管理。通过城市可视化应用，将各行业级监控与管理二级平台的设施与设备监控对象、监控内容和监控方式，以及设施与设备管理内容和要求。各业务级监控与管理三级平台，实现监控界面的浏览、实时监控和管理功能等内容。

C）数据资源管理支撑

“一级平台”数据资源管理业务支撑平台功能，实现信息资源规划相关标准的管理、元数据管理、数据交换管理等功能，是智慧城市“一级平台”技术的前提和保证。数据资源管理子平台是对信息资源规划提供辅助作用，并方便普通用户使用规划成果、维护规划的成果、数据的工具平台。该平台基于智慧城市信息化规划的成果，对信息化规划的成果，提供用户直接浏览和查询的界面，并将该成果进一步规范化管理，将数据元目录，信息编码分类，信息交换标准等进一步落实，以指导支持智慧城市信息交互一级平台的建设以及智慧城市在政府、城市管理、社会公共服务、企业信息化系统的建设。

D）数据交换共享支撑

数据交换共享业务支撑平台是实现和保障智慧城市“一级平台”共享数据库间，以及“一级平台”和“二级平台”间数据交换与共享的功能，能够在对其应用系统之间实现共享和交换。数据交换与应用平台利用面向服务的要求进行构建，通过XML为信息交换语言，基于统一的信息交换接口标准和数据交换协议进行数据封装，利用消息传递机制实现信息的沟通，实现基础数据、业务数据的数据交换以及控制指令的传递，从而实现智慧城市“一级平台”各应用间的业务协同和应用系统的集成。

E）数据分析展现支撑

“一级平台”的数据加工存储分析应用业务支撑平台，主要由大数据库（DW）和数据清洗转换装载（ETL）以及前端展现部分组成。通过ODS库（规范数据库），将智慧城市已建的和未建的各个业务系统中的数据按照要求集中到规范数据库中；然后再进一步抽取到数据仓库，为数据分析、数据挖掘、决策支持等数字智能提供高质量的数据来源，为智慧城市“领导桌面”和各级业务领导及部门提供可视化展现，为领导管理决策提供支撑和服务。

F）数据分析应用支撑

建立各种决策分析模型，能够对数据进行进一步数据挖掘的能力。比如对数 据进行预测和关键因素影响分析,构建决策分析模型等；利用数据仓库和联机分析处理（OLAP）、前端展现等商业智能（BI）技术将 业务操作层采集形成的海量数据经过整理、分析、挖掘之后形成辅助决策的数据。 提供多种分析展现方式，为各级领导提供政务管理、城市管理、城市公共服务提供 决策支持功能，提升政府的管控能力。

G）应急指挥调度支撑

应急指挥管理部署在“一级平台”上。采用“平战结合”的原则，从应急业务管理、风险隐患监测防控、预警管理、指挥调度、空间辅助决策、应急保障、模拟演练等功能方面，特别是综合应急管理功能，从值守应急、监督管理、综合协调、值班管理、统计分析、会务管理、工作动态管理、数字化预案管理、短信管理、归档管理等方面应在设计中得到充分体现。当“一级平台”接受到公用事业涉及报警事件、基础设施、运行设备、综合建筑突发事件信息，将与该突发事件相关的所有信息和相关数据切换到公用事业指挥管理中心大屏幕显示屏上。

H）城市数据库支撑

城市综合信息集成应用数据库，主要功能是支持综合信息集成门户网站的历史和实时数据的调用，同时通过内防火墙实现与城市级共享数据仓库的连接，通过数据融合和集成方式在逻辑上共同构成的信息交互和数据共享，在物理上城市综合信息集成应用数据库与城市级共享数据仓库实现物理隔离。

I）综合信息门户支撑

综合信息集成门户网站定位为智慧城市大型门户网站。其功能是将智慧城市“一级平台”和智慧城市行业级二级平台的相关应用系统和监控、管理、服务信息，通过信息集成和Web页面的方式连接到“门户网站”上来。网络注册用户可以通过网络浏览器方式实现对整个智慧城市的城市管理、城市“市民卡”、城市公共服务等综合信息进行浏览、可视化展现、查询、下载。城市综合信息集成门户网站是全面提供智慧城市数字化应用人－机界面的交互平台。

J）网络融合安全支撑

综合信息集成网络中心支撑“一级平台”和各行业级“二级平台”，以及各平台网络设备基于城市互联网和电子政务外网的运行环境。综合信息集成数据中心是连接城市互联网和政府电子政务外网的中心节点，主要承担网络路由、网络交换、网络管理、服务器托管、服务集群、服务代理、域名服务、目录服务、用户认证、电子邮件、文件传输、主页发布等网络服务功能。

K）云数据中心支撑

“一级平台”云数据中心实现与智慧城市大数据中心的数据共享，以及支撑对行业级二级平台主题数据库、业务级三级平台数据库的数据调用。采用城市级、行业级、业务级多级数据云存储结构。数据存储采用集中云存储和网络化分布式云存储相结合的模式。城市级云数据中心采用集中数据云存储的方式，行业级和业务级数据存储数据库可采用网络化分布式数据云存储的方式。各级数据云存储数据库具有数据存储、管理、优化、复制、防灾备份、安全、传输等功能，云数据库采用海量数据存储与压缩技术、数据仓库技术、网络化分布式数据存储技术、数据融合与集成技术、3DGIS 数据可视化技术、多对一的远程复制技术、数据加密和安全传输技术、数据挖掘技术、数据共享技术、元数据管理技术。智慧城市数据存储采用分布与集中的数据管理和数据防灾备份，各级数据存储系统在物理上相互独立、互不干扰，在逻辑上视为一体化的共享数据云存储仓库。

L）统一身份认证支撑

“一级平台”统一认证业务支撑平台，采用数字身份认证方式，符合国际 PKI标准的网上身份认证系统规范要求。数字证书相当于网上的身份证，它以数字签名的方式通过第三方权威认证有效地进行网上身份认证，帮助各个实体识别对方身份和表明自身的身份，具有真实性和防抵赖功能。

7、基于信息栅格服务的SOA架构

基于信息栅格服务的SOA架构是“全球信息栅格”（GIG）技术应用于智慧城市的信息系统集成基础设施的应用创新，其位于智慧城市信息交互一级平台（或二级平台）层面，用于将网络中心、数据中心、管理与运行中心这三者，基于一级平台(或二级平台）而集成为一体化的基于智慧城市融合网络的栅格节点设施，实现网络资源、计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、平台资源、软件资源、知识资源、专家资源等的全面共享，同时实现对数据、服务资源的按需化、标准化封装。

因此，本实施例通过将智慧城市信息化建设中各功能单元设计成智慧城市融合网络中的一个信息栅格节点，将栅格服务资源与网络中的接入节点进行分离，利用栅格服务技术将智慧城市信息化建设中的所有资源用栅格服务进行封装与网络提交，组成一个基于智慧城市融合网络的功能强大的信息栅格虚拟资源池，而且建立了一套基于信息栅格服务的注册与发现机制，对网络上所有的信息资源进行注册、发现、监测，实现对网络中所有信息系统资源的即插即用与互操作功能，可以通过信息栅格服务技术来解决智慧城市信息化建设中各功能单元之间的资源整合，以真正实现网络互连、信息互通、数据共享、功能协同的目标，达到智慧互操作的要求，访问效率高且稳定性高。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，包括智慧城市信息中心域、智慧城市融合网络、至少一个智慧城市功能单元信息域以及至少一个客户端服务接入系统，所述智慧城市信息中心域为信息栅格服务管理节点，所述智慧城市功能单元信息域为信息栅格服务节点，所述智慧城市信息中心域、智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统分别通过自身设置的基于信息栅格服务的SOA中间件接入智慧城市融合网络，所述客户端服务接入系统用于将服务申请者或者服务提供者的请求信息按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，所述智慧城市信息中心域和智慧城市功能单元信息域分别用于将各自提供的信息资源按照预设的信息栅格服务接口格式封装成对应的信息栅格服务并提交到智慧城市融合网络，各所述信息栅格服务以虚拟资源池的形式存在于智慧城市融合网络中。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市信息中心域包括信息资源栅格和网络接入栅格，所述信息资源栅格包括用于提供静态数据的数据资源、用于提供动态信息的信息设备资源以及用于对数据资源和信息设备资源产生的数据进行分析和处理的信息处理资源，所述网络接入栅格用于将接入的物理资源按照共享策略进行封装。

3.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市信息中心域包括资源层、资源接入与管理层、应用层，所述资源层包括存储设施、计算设施、信息安全设施和外网接入设施，所述资源接入与管理层包括ESB总线、智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件以及基于信息栅格服务的SOA中间件，所述基于信息栅格服务的SOA中间件与智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件通过ESB进行数据交互，所述应用层包括智慧城市信息交互一级平台应用系统、网络融合与安全中心、管理与运行中心以及大数据中心。

4.根据权利要求3所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，智慧城市信息交互一级平台业务支撑组件包括用于支撑以下服务的组件：二级平台服务数据封装服务、可视化管理服务、数据资源管理服务、数据交换共享服务、数据分析展现服务、数据分析应用服务、统一身份认证服务、综合信息门户服务。

5.根据权利要求3所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市信息交互一级平台用户系统包括信息资源集成与管理系统、统一身份认证与单点登录管理系统、数据库系统、信息门户系统、数据资源管理系统。

6.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述基于信息栅格服务的SOA中间件包含以下信息栅格服务：网络管理服务、资源注册与发现服务、资源监测与发现服务、作业/任务提交服务、Qos保障的资源协调与管理服务、基于Qos资源管理服务、应用程序服务、客户端接入服务、数据管理服务、安全管理服务、存储管理服务以及任务管理服务。

7.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市功能单元信息域包括资源管理栅格和应用接口栅格，所述资源管理栅格用于对所有接入的物理资源进行管理和分类后，为接入智慧城市融合网络的应用程序提供透明的访问资源和发现资源，所述应用接口栅格用于对接入智慧城市融合网络的客户端的用户请求服务进行自动匹配后为其提供对应的物理资源服务。

8.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市融合网络用于提供栅格化的网络链路资源以及数据交互环境。

9.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市功能单元信息域和客户端服务接入系统在智慧城市融合网络中均是即插即用的，通过信息栅格服务的信息资源共享策略来解决所有信息资源之间的互操作。

10.根据权利要求1所述的一种基于信息栅格服务的智慧城市服务架构，其特征在于，所述智慧城市功能单元信息域包括智慧政府栅格服务节点、智慧管理栅格服务节点、智慧民生栅格服务节点和智慧产业栅格服务节点。